CVCV 무의미단어에서 조음위치 및 조음운동방향에 따른 인공와우이식 아동의 조음 특성

Abstract

Cochlear implantation is a hearing aid device that can provide auditory stimulation to infants and children who have severe sensorineural hearing loss. Providing appropriate auditory stimulation at a critical period for children with hearing impairments through a cochlear implant is an effective rehabilitation method. In the previous studies, there was a record that children with hearing impairments had improved speech perception and production ability after cochlear implant surgery. However, following conflicting studies that language problems involving distinguishing and producing phonemes occur even after cochlear implant surgery, the studies on whether these problems resulted from language ability or articulation movement ability are insufficient. In general, standardized test tools are used to evaluate speech production, but there is a limit to evaluating only the movement ability of articulators excluding language ability. Acoustic phonetic evaluation, a non-standardized test, can objectively measure the formant and duration in which the characteristics of speech sound are revealed. Moreover, it has an advantage in that it can also evaluate continuous muscle activity of speech as it measures the dynamic changes of formant. Since a task utilizing nonwords can reduce cognitive processing needs by focusing only on pronunciation, it can be used to evaluate the movement planning ability and precision of oral function. In addition, it is difficult to measure the acoustic-phonetic characteristics alone because consonants are mostly voiceless sounds, so nonwords are analyzed by attaching vowels to the front and back of the consonants. Since the arrangement of consonants and vowels is affected by interchangeable relationships, the characteristics of speech can be analyzed more precisely. It is said that children with cochlear implants acquire consonants in a similar order to children with typical hearing, but their speed of acquisition is slower and they learn phonemes that can be visually identified in advance. Moreover, in terms of speech production, inconsistent results were found, and these defects play an important role in the period of the surgery, the period of wearing the cochlear implant(hearing age), and the auditory intervention of children with cochlear implants. The ability to distinguish phonemes and speech production are both improved when a cochlear implant surgery is conducted earlier. The articulation characteristics of children with cochlear implants showed difficulties not only in segmental aspects but also in suprasegmental aspects. Children with cochlear implants tend to have longer colloquial duration, lower formant, and also problems with a pause. Furthermore, there is a difference in the range of motion and the dynamic movement of articulation organs, so it is necessary to develop an evaluation and intervention method that can examine the characteristics of continuous articulatory production in children with cochlear implants. In this study, to examine only the articulation characteristics of children with cochlear implants, nonwords were manipulated, excluding those phonemes that are acquired slowly and frequently occur in the errors of deaf people. For this reason, this study attempted to evaluate articulation movement ability for children with cochlear implants through phonemic accuracy, the vowel duration ratio, and the slope of second formant by differentiating the articulation distance (e.g., short articulation distance, long articulation distance) and the articulation movement direction (e.g., front to rear, rear to front). A total of 30 people participated in this study, including 15 children with cochlear implants aged 5 to 10 (consisting of 8 boys and 7 girls), and 15 children with typical hearing (consisting of 9 boys and 6 girls). Nonword repetition task according to the articulation distance and the articulation movement direction was analyzed through a voice analysis program (Praat). The results of the study are as follows. First, there was no statistically significant difference in phoneme accuracy from nonword repetition task according to the articulation distance and the articulation movement direction between children with cochlear implants and children with typical hearing. In other words, in the case of children with cochlear implants, it turned out that the children with cochlear implants performed similar level to those of children with typical hearing. It is believed this is due to the consonant list of this task reflecting the characteristics of the articulation development of children with cochlear implants, and the hearing-age and early auditory intervention of children with cochlear implants who participated in this study had an effect. All other main effects, secondary interactions, and tertiary interactions were not statistically significant. Second, in terms of the vowel duration ratio, the difference in the vowel duration ratio of nonword repetition task according to the articulation distance and the articulation movement direction between children with cochlear implants and children with typical hearing was not statistically significant. However, the main effect on the articulation distance and the articulation movement direction, and secondary interactions according to the articulation distance and the articulation movement direction were statistically significant. In addition, tertiary interactions on articulation distance and articulation movement direction according to the group were statistically significant. Accordingly, as a result of the post-test, the children with typical hearing did not show a significant difference according to the articulation distance and the articulation movement direction. On the other hand, children with cochlear implants showed a significant difference in the articulation distance and the articulation movement direction. In other words, in the case of children with cochlear implants, the different ratio between the articulation movement direction for long articulation distance was greater than those of the short articulation distance. Third, there was a statistically significant difference in the slope of the second formant of nonword repetition task according to the articulation distance and the articulation movement direction between children with cochlear implants and children with typical hearing. Children with cochlear implants showed a rapid slope than children with typical hearing, which means that children who have a cochlear implant have a large and fast tongue movement. Other than that, the main effects, secondary interactions, and tertiary interactions on articulation distance and articulation movement direction were not statistically significant. Taken together the results of this study, the phoneme accuracy and the vowel duration ratio for children with cochlear implants were the same as those of children with typical hearing. However, for tasks with different articulation distance and articulation movement direction, the vowel duration ratio of children with cochlear implants was shorter than that of children with typical hearing, and there were varying differences according to the tasks. This suggests that children with cochlear implants tend to overuse articulation control ability when repeating nonwords in which the articulation distance and articulation movement direction was manipulated and that they are sensitive to the characteristics of consonants. In addition, through the slope of second formant, it was found that children with cochlear implants had a large range of articulation movements and a rapid change in the vocal tract. This indicates that children with cochlear implants can control their articulation organs, but this range displays an excessive pattern compared to children with typical hearing. In other words, the articulation movement ability for children with hearing impairments has developed similarly to with typical hearing through cochlear implant surgery, but it suggests the possibility that children with cochlear implants employ unique strategies in the process of producing specific consonants. ;인공와우란 고도 이상의 감각신경성 난청 영유아에게 실시되어 청각 자극을 제공할 수 있는 청각보조기구로, 인공와우이식술을 통해 청각장애 아동의 결정적인 시기에 적절한 청각 자극을 제공하여 효과적인 재활방법인 것으로 밝혀졌다(대한청각학회, 2005; Cole & Flexer, 2011). 선행연구에서는 청각장애 아동이 인공와우이식술 이후 말소리 지각력 및 산출능력이 향상되었다고 하였다(Cooper, 1991; Tye-Murray et al., 1995). 그러나 인공와우이식술 이후에도 음소를 구별하고 산출하는 언어문제가 발생한다는 상반된 연구 결과가 나타남에 따라, 이러한 문제가 언어능력에 국한된 결과인지 조음운동능력에서 기인한 결과인지에 대한 연구는 미비하다(Blamey et al, 2001; Chin, 2003; Lee, 1994; Stewart & Kluwin, 2001). 일반적으로 말 산출을 위한 평가는 표준화된 검사도구를 사용하는데, 언어문제를 제외한 조음기관의 운동성만을 평가하기에는 제한이 있다. 비표준화 검사인 음향음성학적 평가는 말소리의 특성이 드러나는 포먼트 및 길이를 객관적으로 측정할 수 있다(오영자, 1999; Caruso & Burton, 1987). 또한 포먼트의 역동적인 변화를 측정함에 따라 말의 연속적인 근육활동을 함께 평가할 수 있다는 점에서 장점을 두고 있다(이경민, 2018; Watson & Harrington, 1999). 무의미단어 과제는 발음에만 집중하여 인지처리 요구를 줄일 수 있으므로, 운동계획능력 및 구강기능의 정밀성 등을 평가할 수 있다(Gathercole & Baddeley, 1990; Kamhi & Catts, 1986; Kamhi et al., 1988). 더불어 자음은 대부분 무성음이라는 점에서 단독으로 음향음성학적 특성을 측정하기 어렵기 때문에, 측정하고자 하는 자음의 앞과 뒤에 모음을 붙여 무의미단어를 분석한다(오영자, 1999; Monsen, 1974). 이러한 자모음의 나열은 상호교환적인 관계에서 영향을 주고받으므로 말의 특성을 더욱 정교하게 분석할 수 있다(신지영, 1997). 인공와우이식 아동은 정상아동과 유사한 순서로 자음을 습득하지만, 그 속도가 느리고 가시적으로 확인할 수 있는 음소부터 나타난다고 하였다(Serry & Blamey, 1999). 또한 산출 측면에서 비일관적인 결과가 나타났는데, 이러한 결함은 인공와우이식 아동의 수술 시기, 인공와우 착용기간 및 언어교육기간이 중요하게 작용하며, 인공와우이식 시기가 빠를수록 음소의 변별 및 산출 능력이 향상된다고 하였다(심윤주, 1992; 허명진, 2007; Tyler, 1994). 인공와우이식 아동의 조음 특성은 분절적인 측면 뿐 아니라, 초분절적인 측면에서도 어려움을 보였다. 인공와우이식 아동은 구어지속시간이 더 길고 포만트가 낮아지는 경향이 있으며, 쉼에도 문제를 보인다(이현화, 2009; Lane, Matthies, Perkell, & Zandipour, 2001). 또한 조음기관의 가동범위 및 역동적인 움직임에도 차이를 보여, 인공와우이식 아동의 연속성 있는 조음 산출의 특성을 살펴볼 수 있는 평가 및 중재방법 개발이 필요하다(유진, 2012; 김고은 & 고도흥, 2007). 본 연구에서는 인공와우이식 아동의 조음 특성만을 살펴보기 위해 발달 상 느린 음소 및 청각장애인의 오류에 자주 나타나는 음소를 제외하여 무의미단어를 제작하였고, 조음위치(가까운 조음위치, 먼 조음위치)와 조음운동방향(전-후, 후-전)을 달리하여 인공와우이식 아동의 조음운동능력을 음소정확도, 모음길이비율, 제 2포만트 기울기를 통해 평가하고자 하였다. 본 연구를 위해 만 5~10세의 인공와우이식 아동 15명(남아 8명, 여아 7명)과 건청 아동 15명(남아 9명, 여아 6명) 총 30명이 참여하였다. 조음위치와 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제는 음성분석 프로그램(Praat)을 통해 분석되었다. 첫째, 인공와우이식 아동과 건청 아동 간 조음위치 및 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 음소정확도 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 즉, 인공와우이식 아동은 연구자가 제시한 다양한 위치 내 음소를 건청 아동과 비슷한 수준으로 정조음 하였다. 이는 본 과제의 자음목록이 인공와우이식 아동의 조음발달 특성을 반영한 결과이며, 본 연구에 참여한 인공와우이식 아동의 듣기연령 및 조기중재가 영향을 미쳤을 것으로 사료된다. 이외의 주효과, 이차상호작용 및 삼차상호작용이 모두 통계적으로 유의하지 않았다. 둘째, 모음길이비율에서 인공와우이식 아동과 건청 아동 간 조음위치 및 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 모음길이비율의 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 그러나 조음위치에 대한 주효과, 조음운동방향에 대한 주효과, 조음위치 및 조음운동방향에 대한 이차상호작용이 통계적으로 유의하였다. 또한 집단, 조음위치 및 조음운동방향에 대한 삼차상호작용이 통계적으로 유의하였다. 이에 따라, 각 집단 별로 조음위치와 조음운동방향에 대한 이차상호작용 검증을 위해 반복측정분산분석을 실시한 결과, 인공와우이식 아동의 조음위치에 따른 조음운동방향에 대한 차이가 통계적으로 유의하였다. 즉, 인공와우이식 아동의 모음길이비율은 먼 조음위치의 조음운동방향 간 차이가 가까운 조음위치의 조음운동방향 간 차이보다 더 큰 것으로 나타났다. 그러나 건청 아동은 조음위치와 조음운동방향에 따른 이차상호작용에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 셋째, 제 2포만트 기울기에서 인공와우이식 아동과 건청 아동 간 조음위치 및 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 제 2포먼트 기울기에 대한 차이가 통계적으로 유의하였다. 인공와우이식 아동이 건청 아동보다 더 큰 기울기를 보였으며, 이는 인공와우이식 아동이 혀의 전후 움직임이 크고 움직임의 속도가 급격하게 이루어진다는 것을 의미한다. 이외의 조음위치와 조음운동방향에 대한 주효과, 이차상호작용 및 삼차상호작용은 통계적으로 유의하지 않았다. 이와 같은 본 연구의 결과를 종합해보았을 때, 인공와우이식 아동의 음소정확도 및 모음길이비율이 건청 아동과 동일한 수준으로 나타났다. 그러나 인공와우이식 아동은 조음위치와 조음운동방향을 달리한 과제에서는 모음길이비율이 건청 아동에 비해 짧았으며 과제에 따른 차이가 상이하였다. 이는 인공와우이식 아동이 조음위치와 조음운동방향이 조작된 무의미단어 산출 시 조음운동을 급격하게 하는 경향이 있으며, 이것이 자음의 특성에 따라 민감하게 나타난다는 것을 시사한다. 또한 제 2포만트 기울기를 통해 인공와우이식 아동이 조음동작의 범위가 크고 급격한 성도의 변화가 이루어지는 것을 확인하였다. 이는 인공와우이식 아동이 조음기관을 조절하는 능력은 갖추고 있으나, 이러한 범위가 건청 아동에 비해 과도한 양상을 보이고 있음을 나타낸다. 즉 청각장애 아동의 조음운동능력은 인공와우이식술을 통해 건청 아동과 비슷하게 발달하고 있지만, 특정자음을 산출하는 과정에서 인공와우이식 아동만의 조음 전략이 작용한다는 가능성을 제시한다.